R4IVB02 : Module d’entrée analogique 2 canaux 4–20 mA avec RS485 Modbus RTU

R4IVB02 est un module compact d’acquisition d’entrées analogiques à deux canaux, conçu pour la surveillance de capteurs industriels, la mesure de processus et la collecte de données à distance. Doté d’un convertisseur analogique-numérique (CAN) 12 bits, d’une interface RS485 et d’une communication Modbus RTU, il permet aux contrôleurs et ordinateurs compatibles de collecter des mesures analogiques via un réseau série standard.

Le R4IVB02 est disponible en plusieurs configurations matérielles, notamment des versions à entrée de tension et à entrée de courant, avec différentes exigences d’alimentation. La version à entrée de courant convient particulièrement aux transmetteurs industriels utilisant des signaux de 0–20 mA ou 4–20 mA, tandis que la version à entrée de tension prend en charge les signaux compatibles de 0–5 V et 0–10 V.

Contrairement aux systèmes d’E/S industriels plus volumineux, le R4IVB02 utilise un circuit imprimé compact et des connexions à bornes à vis, ce qui en fait un choix pratique pour les équipements OEM, les systèmes de surveillance embarqués et les projets d’automatisation sensibles aux coûts.

Sa prise en charge documentée dans le projet GitHub ha-modbus-manager constitue également un point de départ utile pour les développeurs souhaitant intégrer la version à entrée de courant à Home Assistant.

2. Caractéristiques principales

  • Deux canaux d’entrée analogique : Acquisition de deux signaux indépendants de tension ou de courant, selon la version matérielle sélectionnée.

  • Mesure de courant 4–20 mA : Convient aux transmetteurs industriels et capteurs de processus compatibles.

  • Mesure 0–20 mA : Prend en charge les dispositifs à sortie de courant compatibles dans la plage d’entrée spécifiée.

  • Options d’entrée de tension : Disponible en configurations 0–5 V et 0–10 V.

  • CAN 12 bits : Convertit les signaux analogiques en données de mesure numériques.

  • Communication RS485 : Prend en charge les réseaux série pour la surveillance et l’automatisation distribuées.

  • Protocole Modbus RTU : Compatible avec les automates, ordinateurs, passerelles industrielles et contrôleurs embarqués pris en charge.

  • Alimentation flexible : Disponible en versions 4–5,5 V CC et 6–25 V CC.

  • Communication configurable : Prend en charge les fonctions de lecture Modbus 03 et 04 et les fonctions d’écriture 06 et 16, conformément à la documentation du fabricant.

  • Prise en charge de l’étalonnage : Le fabricant recommande un étalonnage lorsque l’erreur de mesure dépasse le seuil indiqué.

  • Câblage à bornes à vis : Simplifie les raccordements sur site par rapport aux petits modules dotés uniquement de connecteurs à broches.

  • Conception compacte : Environ 41,5 × 20 × 6 mm.

  • Réseau multi-dispositifs : Prend en charge jusqu’à 247 dispositifs en mode commande Modbus, sous réserve des exigences d’adressage et du réseau électrique.

3. Spécifications techniques

Paramètre Spécification
Modèle R4IVB02
Type de module Acquisition d’entrées analogiques à deux canaux
Nombre de canaux 2
Plage d’entrée de courant 0–21 mA
Signaux de courant pris en charge 0–20 mA / 4–20 mA
Versions à entrée de tension 0–5 V / 0–10 V
Résolution du CAN 12 bits
Précision de mesure indiquée par le fabricant Environ 0,5 %
Conseils d’étalonnage Étalonner si l’erreur dépasse 1 %
Options d’alimentation 4–5,5 V CC ou 6–25 V CC
Courant de fonctionnement Environ 10–13 mA
Interface de communication RS485
Protocole de communication Modbus RTU
Codes de fonction de lecture 03 / 04
Codes de fonction d’écriture 06 / 16
Type de connexion Bloc de bornes à vis
Dimensions Environ 41,5 × 20 × 6 mm
Poids Environ 6,5 g

Les spécifications dépendent de la variante matérielle sélectionnée. Vérifiez le type d’entrée exact, l’échelle de mesure, l’alimentation et la table des registres dans le manuel du R4IVB02 correspondant. Consultez la fiche publiée par le fabricant pour connaître l’incrément de mesure précis de la version à entrée de courant.

4. Fonctionnement du R4IVB02

Le R4IVB02 mesure un signal analogique externe, le convertit en données numériques via son CAN et met la mesure à disposition d’un maître Modbus RTU sur RS485.

Un système de surveillance typique comprend :

  1. Un capteur ou transmetteur industriel.

  2. Le module d’entrée analogique Eletechsup R4IVB02.

  3. Un adaptateur RS485-USB, un automate ou une passerelle Modbus.

  4. Un logiciel hôte pour l’affichage des mesures, l’enregistrement des données ou l’automatisation.

Par exemple, deux transmetteurs 4–20 mA peuvent être connectés aux deux canaux d’entrée de courant. Un ordinateur ou un automate peut ensuite lire périodiquement les registres Modbus correspondants pour obtenir les valeurs mesurées.

Le logiciel peut convertir ces relevés en unités d’ingénierie significatives, telles que la pression en bars, la température en degrés Celsius ou le niveau de liquide en mètres, conformément à la plage d’étalonnage du capteur connecté.

Le R4IVB02 est un module d’acquisition d’entrées, et non un générateur de sortie de courant. Il lit les signaux externes au lieu de générer des sorties de commande 4–20 mA.

5. Intégration GitHub : Home Assistant et Modbus RTU

GitHub fournit une référence logicielle pratique pour intégrer le R4IVB02 dans des applications de surveillance.

Dépôt : arturmietek/ha-modbus-manager

Ce projet open source fournit une intégration Modbus RTU pour Home Assistant, comprenant une bibliothèque de dispositifs partagée et des définitions de dispositifs YAML. Sa bibliothèque de dispositifs documentée inclut eletechsup_r4ivb02.yaml, identifié comme un dispositif d’entrée de courant à deux canaux Eletechsup R4IVB02 pour signaux 4–20 mA.

Cela est utile aux développeurs qui souhaitent afficher les relevés de capteurs industriels sur un tableau de bord de domotique sans écrire une intégration Modbus complète à partir de zéro.

Applications potentielles avec Home Assistant

Le R4IVB02 peut être utilisé avec des configurations matérielles et logicielles compatibles pour prendre en charge :

  • La surveillance de transmetteurs industriels 4–20 mA.

  • L’affichage des relevés de capteurs sur un tableau de bord Home Assistant.

  • L’enregistrement des données de mesure historiques.

  • Le déclenchement d’automatisations lorsque les relevés dépassent les seuils configurés.

  • La combinaison de mesures industrielles avec d’autres dispositifs Modbus dans un seul système de surveillance.

Par exemple, un transmetteur de pression compatible peut être connecté à un canal d’entrée. Le logiciel peut lire la mesure et la présenter sous la forme d’une entité de capteur Home Assistant, avec la valeur de pression calculée à partir de la plage spécifiée du transmetteur.

Le second canal peut surveiller un autre capteur à sortie de courant compatible.

Flux de travail typique d’intégration

  1. Connectez le R4IVB02 à un adaptateur RS485 ou à une passerelle approprié.

  2. Fournissez la tension correcte pour la version matérielle sélectionnée.

  3. Configurez l’adresse esclave Modbus et les paramètres de communication série du module.

  4. Installez ou configurez l’intégration Modbus de Home Assistant.

  5. Utilisez la définition du dispositif R4IVB02 du dépôt comme référence.

  6. Vérifiez les adresses de registres, l’échelle de mesure et les valeurs retournées par rapport au manuel du fabricant.

  7. Comparez les relevés du logiciel avec un instrument de référence étalonné.

Bibliothèque de dispositifs GitHub : https://github.com/arturmietek/ha-modbus-manager

6. Intégration Python pour des applications de surveillance personnalisées

Pour les développeurs qui créent leur propre logiciel de surveillance, le R4IVB02 peut être intégré à Python via une bibliothèque Modbus RTU compatible.

Le projet GitHub ul-gh/cheap_modbus_rtu fournit une autre référence logicielle pour travailler avec les dispositifs Modbus Eletechsup.

Un exemple générique PyModbus est présenté ci-dessous :

from pymodbus.client import ModbusSerialClient

client = ModbusSerialClient(
    port="/dev/ttyUSB0",
    baudrate=9600,
    parity="N",
    stopbits=1,
    bytesize=8,
    timeout=1
)

if client.connect():
    # Exemple à titre illustratif uniquement.
    # Vérifiez l’adresse réelle du registre,
    # le code de fonction et l’échelle dans le manuel.
    response = client.read_input_registers(
        address=0,
        count=2,
        device_id=1
    )

    if not response.isError():
        print("Mesures brutes :", response.registers)
    else:
        print("Échec de la lecture Modbus")

    client.close()

Cet exemple illustre le flux de communication général, et non un script vérifié et prêt à l’emploi pour la lecture des registres du R4IVB02. L’adresse du registre, la quantité, l’ID esclave, le débit et le code de fonction doivent être vérifiés par rapport à la documentation du module. Selon la table des registres, les mesures peuvent nécessiter les codes de fonction 03 ou 04.

Après avoir récupéré les valeurs brutes, l’application doit appliquer les règles d’échelle et de conversion correctes avant de les traiter comme des mesures d’ingénierie.

Avec un logiciel approprié, les relevés peuvent être enregistrés dans une base de données, affichés sur un tableau de bord ou transmis à un système de contrôle et de supervision.

7. Applications pratiques

Surveillance industrielle de la pression

De nombreux transmetteurs de pression industriels utilisent une sortie 4–20 mA car la signalisation en boucle de courant convient aux longs câbles et aux environnements industriels.

La version à entrée de courant du R4IVB02 peut acquérir les signaux de transmetteurs compatibles et transmettre les relevés à un automate, un ordinateur ou une passerelle de surveillance.

Pour un transmetteur de pression linéaire avec une plage de 0–10 bars, la relation courant-pression peut être calculée comme suit :

[
P=\frac{I-4}{16}\times 10
]

où (P) est la pression en bars et (I) est le courant mesuré en milliampères. Cette formule suppose que le transmetteur associe 4 mA à 0 bar et 20 mA à 10 bars.

Surveillance du niveau de liquide et du débit

Des transmetteurs de niveau et de débit à sortie de courant compatibles peuvent être connectés au module pour une mesure à distance. Le logiciel peut convertir le courant acquis en une valeur de niveau de liquide ou de débit conformément à la plage nominale du transmetteur.

Surveillance de la température et des processus

Lorsqu’un transmetteur de température fournit une sortie compatible de 4–20 mA ou 0–20 mA, la version à entrée de courant du R4IVB02 peut acquérir son signal.

Il ne faut pas supposer que le module accepte directement un thermocouple nu ou un capteur PT100. Ces capteurs nécessitent généralement un conditionnement de signal approprié ou un transmetteur compatible avec la version d’entrée sélectionnée.

Maison connectée et automatisation du bâtiment

Via RS485 et un logiciel Home Assistant compatible, le module peut connecter des capteurs industriels à sortie de courant à un système de surveillance du bâtiment plus large.

Les projets possibles incluent la surveillance des systèmes d’eau, la mesure du niveau des réservoirs, la surveillance de l’état des équipements et la détection environnementale personnalisée.

Équipements OEM et systèmes embarqués

Sa petite taille de circuit imprimé et ses connexions à bornes à vis rendent le R4IVB02 utile pour les équipements électroniques personnalisés, les boîtiers de commande compacts et les systèmes d’acquisition de données embarqués nécessitant deux canaux d’entrée analogique.

8. Pourquoi choisir le R4IVB02 d’Eletechsup ?

Le R4IVB02 combine deux canaux d’entrée analogique, un CAN 12 bits, la communication RS485 et la prise en charge de Modbus RTU dans une conception compacte et économique.

Ses principaux avantages incluent :

  • Acquisition à deux canaux pour les signaux industriels compatibles.

  • Versions à entrée de courant pour les transmetteurs 0–20 mA et 4–20 mA.

  • Configurations distinctes à entrée de tension pour les signaux 0–5 V et 0–10 V.

  • Plusieurs options de tension d’alimentation.

  • Connexions à bornes à vis pour une installation pratique.

  • Références GitHub publiques pour l’intégration basée sur Home Assistant et Python.

  • Adapté à la surveillance embarquée et aux applications OEM.

Avant l’achat, les ingénieurs doivent confirmer la variante exacte, la tension d’alimentation, le câblage du capteur, la plage d’entrée, la table des registres, la précision et toute exigence d’isolation électrique.

Conclusion

Le R4IVB02 d’Eletechsup est un module d’acquisition analogique compact à deux canaux conçu pour la mesure du courant et de la tension dans les applications de surveillance industrielle, de contrôle embarqué et de collecte de données à distance.

Sa version à entrée de courant 4–20 mA est particulièrement utile pour les transmetteurs industriels compatibles, tandis que RS485 et Modbus RTU rendent le module accessible aux automates, aux ordinateurs et aux systèmes de surveillance basés sur des logiciels.

Le projet GitHub public ha-modbus-manager fournit une référence pratique pour intégrer la version à entrée de courant à Home Assistant. Les bibliothèques Modbus Python offrent une autre voie pour les développeurs créant des applications personnalisées de mesure et d’enregistrement des données.

Pour les ingénieurs à la recherche d’une interface d’entrée analogique économique à deux canaux, le R4IVB02 offre une solution compacte pour faire le pont entre les capteurs industriels et les systèmes de surveillance basés sur des logiciels.

Informations officielles sur le produit : Eletechsup R4IVB02

GitHub — Intégration Modbus de Home Assistant : https://github.com/arturmietek/ha-modbus-manager

GitHub — Bibliothèque Modbus RTU Python : https://github.com/ul-gh/cheap_modbus_rtu

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